本发明专利技术涉及一种锂离子电池，特别是涉及一种动力锂离子电池正极材料。本发明专利技术将ＬｉＦｅＰＯ↓［４］与其它含锂正极材料Ｌｉ↓［ｍ］Ａ↓［ｎ］Ｏ↓［ｘ］混合使用的方法来提高正极材料的振实密度和加工性能。采用此方法制备的电池相比已投入产业化的锰酸锂电池和钴酸锂电池，倍率性能相近，循环性、安全性和高温性能更为优异，十分符合动力电源的性能要求，同时此方法制备的电池，成本低，工艺简单，实现了磷酸亚铁锂材料的产业化应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池，特别是涉及一种动力锂离子电池正极材料。
技术介绍
磷酸亚铁锂材料以其安全性可靠、循环寿命长、充放电平台稳定、高温性能等优点，成为极具应用前景的动力锂离子电池正极材料之一，但以下缺点阻碍了它的实际应用：(1)锂离子在LiFePO4中扩散困难，导致活性材料的利用率低；(2)LiFPO4的电子导电率低，导致它大电流放电性能差。现有的研究通过以下几方面来提高LiFePO4的性能：合成小粒径的LiFePO4；掺杂或包覆提高锂离子的扩散能力；加导电剂提高电子电导率；固相合成阳离子缺陷的LiFePO4等；但倍率性能提高有限。(3)由于LiFePO4粒径小(1～5μm)，振实密度低(1～1.5g/cm3)，比表面积大(10～30m2/g)，单独使用磷酸亚铁锂材料制成的阴极浆料粘度较稀，在制膜时不易成膜且膜重不稳定，导致电池一致性无法得到保证。因此磷酸亚铁锂材料目前尚未实现产业化应用。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种在不改变磷酸亚铁锂现有生产工艺的条件下，将LiFePO4与其它含锂正极材料LimAnOx混合使用的方法来提高正极材料的振实密度和加工性能。采用此方法制备的电池相比已投入产业化的锰酸锂电池和钴酸锂电池，倍率性能相近，循环性、安全性和高温性能更为优异，十分符合动力电源的性能要求，同时此方法制备的电池，成本低，工艺简单，实现了磷酸亚铁锂材料的产业化应用。本专利技术的上述目的是这样实现的：一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜，电解液，正极片和负极片分别由正、负集流体和粘结于其上的正、负-->活性材料层组成，电解液由电解质盐和溶剂组成，所述的正极活性材料是LiFePO4和LimAnOx的混合物，其中A是Co、Ni、Mn、Li、B、Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、La、F、O、I、S、Se的一种或多种，m＝1～4，n＝1～5，x＝2～12，LiFePO4占正极活性材料重量的20～80％。本专利技术的电池分别包括正极片，负极片，隔离膜，电解液，正极片和负极片分别由正负集流体和粘结在其上的正、负活性材料层组成。所述的集流体通常采用箔形集流体，正极活性材料由LiFePO4和LimAnOx根据粒度分布按比例混合而成，所述的LimAnOx实际上可由多种离子化合物混合而成，它表示的是LiMn2O4、LiCoO2、LiNiO2中的任意一种或多种的混合物。LiFePO4和LimAnOx简单混合即可达到本专利技术的目的。本专利技术所涉及的基体氧化物可用LimAnOx表示，其中A表示电极材料的非锂金属元素，如Co，Mn，Ni等或它们的混合体系及掺杂改性体系但优选Co，Mn，Ni，m，n，x代表各种元素的比值，它们的范围是m＝1～4，n＝1～5，x＝2～12，值得注意的是m、n、x并非一定是整数。LimAnOx基本体系包括LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O4以及在它们基础上通过Li、B、Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、La、F、O、I、S、Se中的一种或多种元素取代LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O4中非锂金属元素所获得的化合物或用LiBO2、Li2CO3、LiCoO2、LiNi0.2Co0.8O2、ZnO等表面包覆LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O4所获得的各种材料。所涉及的正极材料可用(100-y)LiFePO4/yLimAnOx表示，y表示LimAnOx在正极材料中的重量百分数，范围为20％～80％，最佳范围为30％～60％，当LimAnOx含量低于20％时，正极材料高倍率放电性能和振实密度改善有限，当LimAnOx超过80％时，对性能的提高没有显著的作用，同时会明显降低电池安全性及高温性能。制备这些材料所使用的原材料可以是化学纯或分析纯试剂，也可以是各种满足电池实际使用要求的化合物。与现有的各种方法相比，本专利技术的特点在于：-->(1)LimAnOx不进入基体材料的晶格，因而不影响LiFePO4材料本身的稳定性和基本性能，能同时发挥LiFePO4电池的循环稳定性和耐高温性能。(2)相比LiFePO4，LimAnOx具有更高的电导率，同时还具有锂可嵌入-脱嵌性能，能同时提高电池倍率性能。(3)在不改变现有LiFePO4生产工艺的条件下，通过混合LimAnOx材料，正极材料的振实密度从1.3g/cm3上升到2.0g/cm3以上，提高了阴极浆料的粘度，易于成膜，膜重稳定，大大提高了电池的一致性，实现了磷酸亚铁锂材料的产业化应用。表1为LiFePO4+LiMn2O4各配比材料振实密度；表2为LiMn2O4、C-LiFePO4(碳包覆)和60％LiFePO4+40％LiMn2O4电池倍率性能对比； LiMn2O4 C-LiFePO4 60％LiFePO4+40％LiMn2O4 2C/1C 97％ 94％ 95％ 5C/1C 83％ 29％ 83％上表的数据是在分别以LiMn2O4、C-LiFePO4(碳包覆)和60％LiFePO4+40％LiMn2O4为正极材料制成电池，其它条件相同所得到的，这三种电池2C放电容量/0.3C放电容量分别为97％、94％、95％；5C放电容量/0.3C放电容量分别为83％、29％、83％。本专利技术中正极材料优选为一种按下列方式混合而成的混合物：将LimAnOx和LiFePO4根据各自粒度分布按比例配料，在混料机中充分混合，本专利技术将以上两种材料混用，可克服不足，优势互补。附图1、2、3显示了这种改变的明显对比。-->本专利技术的锂离子电池可采用液态体系或聚合物体系。附图说明图1为锰酸锂的倍率放电曲线；图2为LiFePO4倍率放电曲线；图3为60％LiFePO4/40％LiMn2O4倍率放电曲线。具体实施方式实施例1：一种锂离子电池的制作它的具体制作方法如下：1.1正极制备1.1.1正极膜的制备磷酸亚铁锂(LiFePO4)： 420g锰酸锂(LiMn2O4) 280g聚偏二氟乙烯(PVDF)： 110g 乙炔黑： 60g邻苯二甲酸二丁酯： 80g丙酮： 2000g将上述材料混合均匀搅拌成浆料，搅拌速度为2800r/min，搅拌持续时间为3小时。用制膜机制得膜重为250g/m2的正极膜，制膜机走速10cm/s，烘干温度为90℃。1.1.2集流体预处理乙炔黑 100g乙烯丙烯酸共聚物(EAA) 30g丙酮 1200g将以上材料在搅拌机内均匀搅拌制成浆料，搅拌速度3000r/min，搅拌时间3小时，然后用喷网机将浆料喷涂在铝集流体上，喷涂压力为3个大气压，距离-->为0.5m，再以120℃烘干。1.1.3正极的最后制备将正极膜裁切成200*130mm的尺寸，一片裁切好的正极膜和一片铝集流体叠加后进行热压，热压温度为110℃，压力间隙50μm。1.2负极制备1.2.1负极膜的制备中间相碳微球 300g聚偏二氟乙烯(PVD本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜，电解液，正极片和负极片分别由正、负集流体和粘结于其上的正、负活性材料层组成，电解液由电解质盐和溶剂组成，其特征在于所述的正极活性材料是ＬｉＦｅＰＯ↓［４］和Ｌｉ↓［ｍ］Ａ↓［ｎ］Ｏ↓［ｘ］的混合物，其中Ａ是Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ、Ｆ、Ｏ、Ｉ、Ｓ、Ｓｅ的一种或多种，ｍ＝１～４，ｎ＝１～５，ｘ＝２～１２，ＬｉＦｅＰＯ↓［４］占正极活性材料重量的２０～８０％。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜，电解液，正极片和负极片分别由正、负集流体和粘结于其上的正、负活性材料层组成，电解液由电解质盐和溶剂组成，其特征在于所述的正极活性材料是LiFePO4和LimAnOx的混合物，其中A是Co、Ni、Mn、Li、B、Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Y、La、F、O、I、S、Se的一种或多种，m＝1～4，n＝1～5，x＝2～12，LiFePO4占正极活性材料重量的20～80％。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：LimAnOx中的A是Co、Ni、Mn的一种或多种，所述的正极活性材料的振实密度在1.7～2.1g/m3之间。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于：隔离膜选用聚丙烯微孔薄膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合型微孔薄膜或上述两种隔膜为基体的改性隔膜。4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于：负极活性材料为碳粉、中间相碳微球、天然石墨或其改性物、石油焦碳或其改性物的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于：电解质中锂盐可选用LiPF6、LiASF6、LiClO4、LiN(CF3SO2)2、LiBF4、LiSbF6、LiCF3SO3中的一种或多种，电解质溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二乙酯、二甲基乙烷中的一种或多种，电解质的浓度为0.1～2mol/L。6.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：负极活性材料为碳粉，如中间相碳微球、天然石墨或其改性物、石油焦碳或其改性物的一种或多种。-->7.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王清泉，刘昊，邓龙征，郑利锋，
申请(专利权)人：万向集团公司，万向电动汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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